建筑结构设计中剪力墙结构设计要点

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摘    要：随着建筑行业的快速发展，建筑工艺水平不断提高，新的设计方法和施工工艺不断涌現。 剪力墙结构作为现代建筑中的常用结构，不仅自身性质优越，而且能够缩短施工周期，延长建筑使用年限。 但剪力墙结构的应用有一定限制，在设计过程中，需要结合实际情况选择合适的剪力墙结构类型，充分发挥其功能作用。

关键词：建筑结构;结构设计;剪力墙结构;应用措施

1  剪力墙结构分析

建筑结构一直都是建筑物在建设过程中非常重要的内容，同时也是保证建筑物整体质量的必要前提条件。建筑结构一般是指房屋或者是建筑物当中，一定数量的构件相互组合而成，并且这些构件能够承受一定的荷载空间体系。在建筑施工过程中，由于施工项目具有明显的差异性，所以施工方法上也大有不同，针对这一现象，在施工时，可以将建筑结构分为各种不同的形式，其中包括混合结构、剪力墙结构等。其中，剪力墙结构在实际应用过程中，其根本作用是为了能够承受一些由于风荷载或者是地震作用引起的水平荷载，这样不仅能够从根本上保证建筑物自身的安全性和稳定性，而且还能够延长建筑物的使用寿命。

2  剪力墙结构的分类分析

具体而言，剪力墙结构受力情况随洞口不同而变化。依据洞口大小可分成如下类型：

（1）整体墙，墙体不开洞或开洞面积较小（开洞面积在墙体总面积中占比小于 15%），此类墙体变形以弯曲型为主，沿墙肢的高度方向上弯矩图形下大上小，外包线为光滑的抛物线，既不发生突变也不出现反弯点。

（2）小开口剪力墙，墙体开洞面积较大（开洞面积在墙体总面积中占比在 15% ～30%），变形以弯曲型为主，弯矩图位置存在一定的突变。

（3）双肢剪力墙，墙体开洞面积更大（开洞面积在墙体总面积中占比在 30% ～50%），且洞口为列状分布，剪力墙底部表现为弯曲型变形，上部表现为剪切型变形，总体侧移表现为弯剪型。

（4）壁式框架，墙体开洞面积甚大（开洞面积在墙体总面积中占比大于 50%），受力情况已接近框架，墙肢和连梁刚度较为趋同，变形以剪切型为主。

3  剪力墙结构在建筑结构设计中的应用

3.1  剪力墙墙肢长度的确定

要想提高整个剪力墙结构的稳定性，那么首先要科学合理的设计剪力墙的墙肢长度。为了确保剪力墙有足够的延展性，在设计的过程中，会针对特殊部位进行特殊设计，比如弯曲型设计，这在一定程度上能够提高墙体的稳定性。还会在设计的过程中采用连续墙肢的方式，确保宽高比，这些都是为了提高墙体的稳定性。

3.2  墙体受力分析

剪力墙是竖构件，在设计的过程中，会承受多个不同方向的力，竖直方向、水平方向等等，墙体不同的受力情况要进行具体分析，要根据直接受力的情况调整墙体的强度，尽可能的确保剪力墙能够充分发挥作用，计算出墙体所要承受的作用形式以及荷载大小。

3.3  墙体厚度设计

在墙体厚度设计方面，相关规范中有明确要求，对于短肢剪力墙，底部加强部位不应小于200mm，其余部位不应小于180mm。因为剪力墙的刚度可能会出现变化，所以我们在进行墙体厚度设计的过程可以采用阶段变化的方式，允许变化的范围不超过100mm不低于50mm，确保墙体均匀变化，如果混凝土的等级出现了改变，那么我们可以错开楼层进行设计，确保墙体的厚度，进而提高墙体的稳定性。

3.4  墙身钢筋的配置

剪力墙结构设计中，墙身作为主体部分，也是主要承受荷载的基础，所以在选择墙身钢筋的过程中一定要遵循相关的标准和国家规范的规定。需要计算出水平方向，以及垂直方向的承载力，确保墙体结构能够符合抗震要求。并对剪力墙结构的钢筋配比进行有效的验算，计算出最科学合理的配筋率。无论是一级抗震设计还是二级和三级的抗震设计，钢筋的配比率都不能低于 0. 25%，钢筋之间也要有一定的间距要求，钢筋之间的间距不宜大于 300mm，直径不应小于 8mm。

3.5  边缘构件设计

在剪力墙结构设计过程中，边缘构件设计是非常重要的，如果科学合理的做好这项设计，那么就能提升整体结构的延展性，并且防止剪力墙结构出现位移超限的情况，还能在一定程度上提高抗剪能力。在设计的过程中，还要合理的确定底部加强区的高度，剪力墙边缘构件有暗柱和端柱两种，设计者需要对其合理的进行配筋，这样整个建筑结构就会更加稳定，从提高整体结构的抗震性能。

3.6  连梁设计措施

增大连梁的截面积，可以增强连梁本身的抗剪能力，但梁的刚度相应也会增加，吸收的地震力也会增加，只能增加有限的抗剪承载力。在增加连梁截面对提高抗剪承载力效果不明显的情况下，也可人为的降低连梁的刚度，来控制剪力的分配比例，来解决连梁的抗剪性能问题。

3.7  剪力墙软件计算方法

针对高层建筑物剪力墙的设计，大多将振型分解反应谱法作为主要计算方法，将 SATWE 软件作为处理和分析数据的主要软件，在剪力墙结构设计过程中，不仅要对抗震设防烈度进行精准计算，还需要充分考虑到不同水平地震作用方向对剪力墙结构刚度造成的影响，制定针对剪力墙水平扭转的预防方案。同时参照相关规范的要求对各个部分的参数进行合理设计。如下结果： 连梁刚度折减系数为0.8～0.6，其中地震作用下取0.6，风荷载作用下取 0.8。

4  剪力墙设计在建筑结构设计中的优化策略

4.1  剪力墙结构设计的改进

依据现阶段的建筑工程项目建设情况而言，剪力墙结构优化设计属于工程建设实用性设计的核心要点。因建筑工程墙体承载力通常为剪力墙承担，而建筑施工期间，剪力墙会以主体结构的身份最先施工，故建筑工程施工期间应对剪力墙结构设计的改良给予足够重视，以确保既符合建筑设计标准，又与施工成本所提需求相符。譬如进行剪力墙设计时，可选择优化地基性能以减少建设成本，或与建筑特性、地质条件衔接选取最优建筑方案，既满足现行建筑设计规范要求又满足建设单位节约成本的要求。

4.2  对建筑构件和连接点位置的质量给予关注

剪力墙结构设计期间，若连接点设置缺乏合理性，则会形成施工裂缝，影响剪力墙承载力、抗震性，使建筑物整体质量不符合要求，故必须对剪力墙设计中的建筑构件和连接点设计高度关注。同时，因材料自身问题也有可能促使剪力墙结构设计出现问题，故设计期间应对其给予足够重视。要知道现今社会民众对建筑质量极为关注，为了提高社会民众对建设工程的满意度，剪力墙结构设计应朝着高标准的方向设计，设计师需对建筑主体结构连接点的稳固性加以加强，以强化建筑工程整体稳定性。

5  结束语

中国的国民经济和建筑结构设计整体水平与发展规模都在提升，高层建筑将成为现代建筑的主流。剪力墙结在侧向刚度、侧向变形等方面具有一定的优势，在高层建筑中得到广泛应用。因此掌握剪力墙结构的特点，对剪力墙结构有很好的把握。我们要从从设计的基本原则出发，设计更加经济合理的剪力墙结构。因此建筑结构设计人员要对对剪力墙结构设计原理有明确的认识，同时，不断从设计实践出发来推动中国建筑业整个工艺设计水平的提高。

参考文献：

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[2] 孙雪兰.浅谈高层剪力墙结构的优化设计[J].山西建筑，2010（8）.

[3] 林涛，张景祯.建筑结构设计要点及计算模型调整[J].科技传播，2011（17）.